.Net中值類型和引用類型的差別

解析：CLR支援兩種類型：值類型和引用類型。用Jeffrey Richter（《CLR via C#》作者）的話來說，“不了解引用類型和值類型差別的程式員将會把代碼引入詭異的陷阱和諸多性能問題”。這就要求我們正确了解和使用值類型和引用類型。 值類型包括C#的基本類型（用關鍵字int、char、float等來聲明），結構（用struct關鍵字聲明的類型），枚舉（用enum關鍵字聲明的類型）；而引用類型包括類（用class關鍵字聲明的類型）和委托（用delegate關鍵字聲明的特殊類）。 C#中的每一種類型要麼是值類型，要麼是引用類型。是以每個對象要麼是值類型的執行個體，要麼是引用類型的執行個體。值類型的執行個體通常是線上程棧上配置設定的（靜态配置設定），但是在某些情形下可以存儲在堆中。引用類型的對象總是在程序堆中配置設定（動态配置設定）。

（1）在C#中，變量是值還是引用僅取決于其基本資料類型。 C# 的基本資料類型都與平台無關。C#的預定義類型并沒有内置于語言中，而是内置于.NET Framework中。.NET使用通用類型系統（CTS）定義可以在中間語言（IL）中使用的預定義資料類型。C#中所有的資料類型都是對象。它們可以 有方法、屬性等。例如，在C#中聲明一個int變量時，聲明實際上是CTS（通用類型系統）中System.Int32的一個執行個體：

int i; i = 1; string s; s = i.ToString();

  （2）System.Object和System.ValueType。 引 用類型和值類型都繼承自System.Object類。不同的是，幾乎所有的引用類型都直接從System.Object繼承，而值類型則繼承其子類，即 直接繼承System.ValueType。作為所有類型的基類，System.Object提供了一組方法，這些方法在所有類型中都能找到。其中包含 toString方法及clone等方法。System.ValueType繼承System.Object。它沒有添加任何成員，但覆寫了所繼承的一些 方法，使其更适合于值類型。 （3）值類型。 C#的所有值類型均隐式派生自System.ValueType： 結構體：struct（直接派生于System.ValueType）。 數 值類型：整型，sbyte（System.SByte的别 名），short（System.Int16），int（System.Int32），long（System.Int64），byte（System.Byte），ushort（System.UInt16），uint（System.UInt32），ulong（System.UInt64），char（System.Char）。 浮點型：float（System.Single），double（System.Double）。 用于财務計算的高精度decimal型：decimal（System.Decimal）。 bool型：bool（System.Boolean的别名）。 使用者定義的結構體（派生于System.ValueType）。 枚舉：enum（派生于System.Enum）。 可空類型。 每種值類型均有一個隐式的預設構造函數來初始化該類型的預設值。例如：

int i = 0; 等價于： int i = new int();

使用new運算符時，将調用特定類型的預設構造函數并對變量賦予預設值。在上例中，預設構造函數将值0賦給了i。 所有的值類型都是密封（seal）的，是以無法派生出新的值類型。 值 得注意的是，System.ValueType直接派生于System.Object。即System.ValueType本身是一個類類型，而不是值類 型。其關鍵在于ValueType重寫了Equals()方法，進而對值類型按照執行個體的值來比較，而不是引用位址來比較。可以用 Type.IsValueType屬性來判斷一個類型是否為值類型：

TestType testType = new TestType (); if (testTypetype.GetType().IsValueType) {     　　Console.WriteLine("{0} is value type.", testType.ToString()); }

（4）引用類型

C#有以下一些引用類型：

數組（派生于System.Array）

使用者需定義以下類型。

類：class（派生于System.Object）；

接口：interface（接口不是一個“東西”，是以不存在派生于何處的問題。接口隻是表示一種contract約定[contract]）。

委托：delegate（派生于System.Delegate）。

object（System.Object的别名）；

字元串：string（System.String的别名）。

可以看出：

引用類型與值類型相同的是，結構體也可以實作接口；引用類型可以派生出新的類型，而值類型不能；引用類型可以包含null值，值類型不能；引用類型變量的指派隻複制對象的引用，而不複制對象本身。而将一個值類型變量賦給另一個值類型變量時，将複制包含的值。

（5）記憶體配置設定。

值類型的執行個體經常會存儲在棧上的。但是也有特殊情況。如果某個類的執行個體有個值類型的字段，那麼實際上該字段會和類執行個體儲存在同一個地方，即堆中。不過引用類 型的對象總是存儲在堆中。如果一個結構的字段是引用類型，那麼隻有引用本身是和結構執行個體存儲在一起的（在棧或堆上，視情況而定）。如下例所示：

public struct ValueTypeStruct {     private object referenceTypeObject;     public void Method()     {         referenceTypeObject = new object();         object referenceTypeLocalVariable = new object();     } } ValueTypeStruct valueTypeStructInstance = new ValueTypeStruct(); valueTypeStructInstance.Method(); //referenceTypeObject 和 referenceTypeLocalVariable 都在哪存放? 單看valueTypeStructInstance，這是一個結構體執行個體，感覺似乎是整塊都在棧上。但是字段referenceTypeObject是引用類型，局部變量referenceTypeLocalVarible也是引用類型。   public class ReferenceTypeClass {     private int _valueTypeField;     public ReferenceTypeClass()     {         _valueTypeField = 0;     }     public void Method()     {         int valueTypeLocalVariable = 0;     } } ReferenceTypeClass referenceTypeClassInstance = new ReferenceTypeClass(); // _valueTypeField在哪存放? referenceTypeClassInstance.Method(); // valueTypeLocalVariable在哪存放?

referenceTypeClassInstance 也有同樣的問題，referenceTypeClassInstance本身是引用類型，似乎應該整塊部署在托管堆上。但字段 _valueTypeField是值類型，局部變量valueTypeLocalVariable也是值類型，它們究竟是在棧上還是在托管堆上？

對上面的情況正确的分析是：引用類型在棧中存儲一個引用，其實際的存儲位置位于托管堆。為了友善，簡稱引用類型部署在托管堆上。值類型總是配置設定在它聲明的地方，作為字段時，跟随其所屬的變量（執行個體）存儲；作為局部變量時，存儲在棧上。

（6）辨明值類型和引用類型的使用場合。

在C#中，我們用struct/class來聲明一個類型為值類型/引用類型。考慮下面的例子：

SomeType[] oneTypes = new SomeType[100];

如果SomeType是值類型，則隻需要一次配置設定，大小為SomeType的100倍。而如果SomeType是引用類型，剛開始需要100次配置設定，配置設定後 數組的各元素值為null，然後再初始化100個元素，結果總共需要進行101次配置設定。這将消耗更多的時間，造成更多的記憶體碎片。是以，如果類型的職責主 要是存儲資料，值類型比較合适。

一般來說，值類型（不支援多态）适合存儲供 C#應用程式操作的資料，而引用類型（支援多态）應該用于定義應用程式的行為。通常我們建立的引用類型總是多于值類型。如果滿足下面情況，那麼我們就應該建立為值類型：

該類型的主要職責用于資料存儲。

該類型的共有接口完全由一些資料成員存取屬性定義。

該類型永遠不可能有子類。 該類型不具有多态行為。

答案：在C#中，變量是值還是引用僅取決于其資料類型。

C#的值類型包括：結構體（數值類型、bool型、使用者定義的結構體），枚舉，可空類型。

C#的引用類型包括：數組，使用者定義的類、接口、委托，object，字元串。數組的元素，不管是引用類型還是值類型，都存儲在托管堆上。

引用類型在棧中存儲一個引用，其實際的存儲位置位于托管堆。簡稱引用類型部署在托管推上。值類型總是配置設定在它聲明的地方：作為字段時，跟随其所屬的變量（實 例）存儲；作為局部變量時，存儲在棧上。值類型在記憶體管理方面具有更好的效率，并且不支援多态，适合用做存儲資料的載體；引用類型支援多态，适合用于定義 應用程式的行為。

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